مقاله ای درباره ساختار اتم
مقاله ای درباره ساختار اتم
ساختمان و ساختار اتم
در رم باستان و همچنین در نظریه دالتون عقیده بر این بود که اتم کوچکترین جزء غیر قابل تجزیه ماده است و نمی توان آنرا به اجزای کوچکتری تقسیم کرد.
الکترون:
این نظریه پا بر جا بود تا زمانی که در اواخر قرن نوزدهم میلادی با مطالعه دانشمندان بر روی عبور جریان الکتریسیته از خلا الکترون کشف گردید.
در این آزمایشها در یک حباب دو الکترود فلزی وارد می کردند و سپس هوای حباب شیشه ای را تقریبا بطور کامل تخلیه می نمودند، بعد جریان قدرتمند الکتریسیته را به دو سر الکترود وصل می نمودند. در نتیجه پرتو هایی با بار منفی از فلز کاتد (قطب منفی) به سمت فلز آند (قطب مثبت) روان می گردید که این پرتو ها در میدان الکتریکی به سمت قطب مثبت جهت گیری می کردند. تحقیقات نشان داد که جنس این پرتو ها بدون توجه به نوع فلز همواره یکسان است که این پرتو ها به نام الکترون نامگذاری گردید. ………
ساختمان و ساختار اتم
در رم باستان و همچنین در نظریه دالتون عقیده بر این بود که اتم کوچکترین جزء غیر قابل تجزیه ماده است و نمی توان آنرا به اجزای کوچکتری تقسیم کرد.
الکترون:
این نظریه پا بر جا بود تا زمانی که در اواخر قرن نوزدهم میلادی با مطالعه دانشمندان بر روی عبور جریان الکتریسیته از خلا الکترون کشف گردید.
در این آزمایشها در یک حباب دو الکترود فلزی وارد می کردند و سپس هوای حباب شیشه ای را تقریبا بطور کامل تخلیه می نمودند، بعد جریان قدرتمند الکتریسیته را به دو سر الکترود وصل می نمودند. در نتیجه پرتو هایی با بار منفی از فلز کاتد (قطب منفی) به سمت فلز آند (قطب مثبت) روان می گردید که این پرتو ها در میدان الکتریکی به سمت قطب مثبت جهت گیری می کردند. تحقیقات نشان داد که جنس این پرتو ها بدون توجه به نوع فلز همواره یکسان است که این پرتو ها به نام الکترون نامگذاری گردید.
جوزف تامسون نسبت جرم به بار الکترون را اندازه گیری نمود و میلیکان با آزمایش معروف قطرات روغن بار الکترون را اندازه گیری کرد. در نتیجه تحقیقات این دو نفر جرم الکترون نیز بدست آمد که مقدار آن برابر 28-10*9.1096 گرم محاسبه گردید.
پروتون:
هرگاه یک یا چند الکترون از یک اتم جدا شود باقیمانده بار مثبتی برابر مجموع الکترونهای جدا شده دارد. مثلا اگر از اتم He یک الکترون جدا شود باقیمانده اتم هلیوم با یک بار مثبت و اگر دو الکترون جدا شود باقیمانده اتم هلیم با دو بار مثبت (بدون الکترون) خواهد بود که هسته اتم هلیم یا همان ذره آلفا می باشد.
در حباب خلا هر گاه از یک نوع گاز (با فشار بسیار پائین) استفاده شود. پرتو های کاتدی با اتمهای آن گاز در حباب بر خورد نموده و از آنها الکترون جدا می کنند و پرتو های مثبت ایجاد می شوند که به سمت قطب منفی جذب می شوند. هر گاه قطب منفی (کاتد) را سوراخدار بسازند پرتو های مثبت از آن عبور میکنند و پر توهای کاتدی که بار منفی دارند توسط بار منفی آن دفع شده و به سمت قطب مثبت (آند) بازگشت داده می شوند. در نتیجه میتوان نسبت جرم به بار و همچنین بار این پرتو ها که پروتون نامیده میشوند را محاسبه نمود و از روی آنها به مقدار جرم پروتون که 1836 برابر جرم الکترون است رسید.
این مقدار برابر است با 24-10*1.6726 گرم.
نوترون
چون بار الکترون و پروتون یکسان است و اتمها نیز از نطر الکتریکی خنثی هستند لذا باید تعداد آنها در اتم با هم برابر باشند، برای توجیه جرم کل اتمها ارنست رادرفورد در 1920 وجود ذراتی بدون بار در هسته را مطرح نمود که جرم آنها تنها اندکی از جرم پروتون بیشتر است ( 24-10*1.6750 گرم ) این ذرات را نوترون می نامند.
مدل اتمی رادر فورد
قبل از ارنست رادرفورد که در سال 1911 نتایج تحقیقات خود را منتشر نمود و مدل اتمی تازه ای ارائه کرد، نظر بر این بود که اتم از یک هسته بزرگ که الکترونها بر روی آن چسبیده اند تشکیل شده است (مدل تامسون).
اما رادرفورد با آزمایش خود این نظریه را مطرح نمود که اتم از یک هسته کوچک و سنگین تشکیل یافته که الکترونها در فضای اطراف آن قرار دارند.
در آزمایش رادرفورد از یک ورقه خیلی نازک طلا استفاده شد که در اطراف آن برای مشاهده ذرات عبوری یک صفحه فلورو سانس قرار گرفته بود و ورقه طلا توسط ذرات آلفا مورد هدف واقع گردید. انتظار بر این بود که بر طبق نظریه قبل تمام پرتو ها بطور مستقیم از ورقه طلا عبور کنند اما مشاهده شد که تعدادی از پرتو ها از مسیر مستقیم منحرف شدند و تعدادی از آنها بازگشت داده شدند.
بر طبق این آزمایش رادرفورد مدل اتمی اش را پیشنهاد نمود.
در 1913 نیلز بور مدل دیگری را مطرح کرد که در آن الکترونها در مدارهایی بدور هسته در حال چرخش بودند.
در 1926 ارنست شرودینگر نظریه دیگری را مطرح ساخت، در این نظریه که بر پایه مکانیک کوانتومی بنا نهاده شده الکترونها در فضایی که به ابر الکترونی مشهور است در اطراف اتم در حال حرکت هستند که به این مدل مدل ابر الکترونی می گویند.
امروزه نظر بر این است که الکترونها در فضاهایی به نام اوربیتال در حال حرکت بدور هسته هستند. اوربیتالها فضاهایی هستند که احتمال یافتن الکترون در آنها بیش تر از جا های دیگر است.
برای اتمها چند نوع اربیتال متصور است:
اربیتال s، اربیتال p، اربیتال d و اربیتال f که به ترتیب 2 و 6 و 10 و 14 الکترون را در خود جای میدهند و بر اساس آنها بلوکهای جدول تناوبی را نامگذاری می کنند
